HXD2B 型電力機車C4 修高低壓試驗故障分析及處理方法

井玉

（中國鐵路北京局集團有限公司豐臺機務(wù)段，北京 100070）

1 HXD2B 型電力機車概況

HXD2B 型電力機車主要由以下幾個子系統(tǒng)有機構(gòu)成：由受電弓、真空主斷路器、避雷器、高壓隔離開關(guān)、高壓電壓互感器、高壓電流互感器、主變壓器、IGBT 四象限整流逆變裝置、交流異步電機等組成的主電路系統(tǒng)；由輔助變流裝置、輔助電機等構(gòu)成的輔助電路系統(tǒng)；基于WorldFIP 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的微機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；法維萊電空制動系統(tǒng)；貫穿在各子系統(tǒng)內(nèi)的獨立通風冷卻系統(tǒng)；由機車運行監(jiān)控裝置、信號設(shè)備、CIR 設(shè)備并預(yù)留了Locotrol 遠程重聯(lián)控制裝置安裝空間等組成的列車安全運行控制和監(jiān)測設(shè)備；高強度車體及附屬裝置；高粘著、低動力作用轉(zhuǎn)向架；機車獨立衛(wèi)生間、工具柜、壓車鐵等附屬裝置。在機車的標準配置中，機車整備重量為150t，對應(yīng)軸重為25t。

2 總線故障（FIP 及MVB）

2.1 IP 總線簡介

HXD2B 型電力機車控制系統(tǒng)的核心是基于WorldFIP 總線的微機網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。通過在HXD2/HXD2B 型電力機車項目上與法國ALSTOM 公司的合作，國內(nèi)鐵路機車制造行業(yè)系統(tǒng)地引進了WorldFIP 網(wǎng)絡(luò)通信與監(jiān)控技術(shù)，并實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化生產(chǎn)，極大地提高了我國車載微機網(wǎng)絡(luò)通信與監(jiān)控技術(shù)水平，以及控制系統(tǒng)關(guān)鍵部件國產(chǎn)化制造水平。

2.2 FIP 總線故障處理

FIP 總線故障現(xiàn)象：副司機屏在設(shè)備狀態(tài)頁面，所有設(shè)備狀態(tài)亂閃，機車緩解后，主司機顯示屏上列車管壓力指針隨機亂跳。

機車上除ACU 外的所有設(shè)備，均使用FIP 總線進行通信。機車上共有兩組FIP 總線，在一條總線故障時可切換至另一條總線進行通信，通過司機臺的調(diào)試接口可以人為斷開某條總線，機車通信不受影響。若某條總線出現(xiàn)接地故障，機車有時并不能將其隔離，因此造成了通信故障。

該故障的故障現(xiàn)象很容易使人直觀地認為是相關(guān)設(shè)備如：RIOM（遠程輸入輸出模塊）、MPU（主控制單元）、TCU（牽引控制單元）等出現(xiàn)故障，實際是當機車總線斷線或接地時，在其上傳輸?shù)臄?shù)字信號不正確造成。

查找故障點時，需要整車斷電，使用萬用表在司機室調(diào)試接口處（PC MNT VA 或PC MNT VB）測量總線兩端的電阻值，若為60 歐左右則正常，之后測試總線是否有接地。確定故障的總線后，拔下某一變流柜上的總線插頭，測量總線電阻及對地電阻，并根據(jù)低壓布線圖查找故障點，進行相應(yīng)處理。

若總線無接地、斷線故障，則可能是總線上的某個設(shè)備自身故障，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，此時需要將接入總線上的設(shè)備依次斷電（每次只有一個設(shè)備斷電），依此找出故障設(shè)備進行更換。

2.3 MVB 總線故障處理

機車MVB 總線僅供4 個ACU 與RIOM 通信使用，處理相對簡單。

MVB 總線故障現(xiàn)象：在設(shè)備狀態(tài)頁面，4 個ACU 狀態(tài)亂閃，高壓試驗時，輔助變流柜內(nèi)接觸器頻繁吸合、斷開，輔助機組無法正常工作。

MVB 總線為ACU 與RIOM 通信專用，出現(xiàn)故障后需檢查每個輔助變流柜上ACU 上總線插頭及終端插頭是否插好，恢復(fù)后一般可排除故障。

3 TCU 失電故障

3.1 故障現(xiàn)象

整車合上蓄電池后，一個或多個TCU 不啟動，指示燈不亮，或一個或多個TCU 在RIOM 啟動后掉電。

3.2 故障分析及處理

TCU 的電源由系統(tǒng)柜內(nèi)的6 個接觸器提供，這些接觸器由RIOM 內(nèi)的常閉觸點控制，因此，只要RIOM 被正確安裝，即使其中一個RIOM 因故障隔離，TCU 仍可正常取得電源。即若TCU 不上電則有可能是RIOM 內(nèi)常閉觸點斷開（多數(shù)因為安裝不到位），或由某個RIOM 記憶了某個TCU 有故障，將其斷電。

處理故障時，首先確認所有相關(guān)脫扣保險閉合，后嘗試由副司機屏恢復(fù)失電的TCU，若無法恢復(fù)，首先檢查RIOM 安裝是否到位，若均安裝到位，則嘗試刷新RIOM 程序。

4 受電弓壓力開關(guān)故障

4.1 故障現(xiàn)象

（1）低壓試驗中，在受電弓升起狀態(tài)，使用受電弓隔離閥切除該受電弓后，在司機顯示屏上顯示該受電弓未切除，恢復(fù)隔離閥后，受電弓正常升起。

（2）升弓期間，受電弓自動落下并切除。

故障原因及處理：

（1）原因為壓力開關(guān)卡在閉合或斷開位，在受電弓落下過程中，機車未檢測到壓力開關(guān)由閉合到斷開的跳變，因此未切除受電弓，需更換該壓力開關(guān)。

（2）原因為壓力開關(guān)整定值偏高（額定為260 ～280kPa）。在升弓過程中，受電弓空氣管路中的風壓有一個從400kPa 下降到300kPa 的過程，若壓力開關(guān)整定值高于300kPa，則在該過程中，壓力開關(guān)會由通到斷，機車檢測到這一跳變，則認為受電弓故障，強制降弓。因此要更換壓力開關(guān)或調(diào)整整定值可修復(fù)。

5 庫用接觸器不一致故障

5.1 故障現(xiàn)象

高壓試驗中進行輔助變流器緊急模式試驗時，機車輔助變流柜風機轉(zhuǎn)速非常慢，且機車其它所有輔機不運行，隨后主斷路器斷開。顯示屏顯示多個電機及輔助變流器隔離。下載數(shù)據(jù)分析顯示多個故障，DA_CONTPQ : Wayside plug C-QUAI ，DA_DFBCE: Overcurrent threshold 2 CVE ，SCV output overcurrent，Inverter overcurrent phase T ，SCV output overload ，SCV output short circuit。

進一步試驗顯示，在輔助變流器緊急模式試驗時，在輔助配電柜內(nèi)的2 個庫用接觸器意外吸合，在低壓狀態(tài)下，手動推動輔助變流柜1 內(nèi)的2 個輸出接觸器中的任意一個使其閉合，會造成輔助配電柜內(nèi)的2 個庫用接觸器意外吸合。

5.2 故障分析

HXD2B 型機車庫用電路。庫用電路主要由庫用380 V 三相交流插座(PC1-QUAI)、斷路器(DJ-QUAI)、接觸器(C1-QUAI、C2-QUAI)、三相變壓器(TFP-QUAI)、三相整流電路(RED-QUAI)構(gòu)成。庫用控制電路主要由繼電器(Q-QUAI)、隔離二極管(V31-1、V31-2)、插座接觸器線圈(C1-QUAI、C2-QUAI)、輔變柜備用接觸器線圈C(SEC)CVSl、C(SEC)CVS2 等構(gòu)成。在機車庫內(nèi)整備或維修時，在不升弓受流的情況下由地面向機車提供380 V 三相交流電源，對機車主變流柜風機、牽引電機風機及水泵、油泵等變頻、定頻負載進行試驗，并能夠?qū)崿F(xiàn)在無接觸網(wǎng)情況下機車移動的功能。2 個庫用插座隔離二極管分別安裝在輔變柜1 和輔變柜2，主要是為防止輔助變流器故障隔離情況下庫用插座接觸器得電吸合，投入庫用電路。

以輔助變流器1、2 為例，輔助變流器正常試驗時，邏輯開關(guān)SECCVS（該開關(guān)由ACU 控制）、接觸器聯(lián)鎖CVS11 和CVS12、庫用插座繼電器Q-QUAI 及庫用隔離二極管電路處于開路狀態(tài)，備用接觸器C(SEC)CVS1 不得電。

參考低壓控制電路圖，2 個庫用接觸器在輔助變流器緊急模式下的誤動作可能是因為110V 電源經(jīng)二極管V31-1 意外串入了庫用接觸器線圈。聯(lián)系廠家打開輔助變流柜控制盒，測量V31-1 二極管，發(fā)現(xiàn)該二極管進行過改造，與原理圖不符，變?yōu)? 個二極管串聯(lián)，但是方向裝反，110V 電源經(jīng)該二極管串入庫用接觸器線圈，使其得電吸合。將機車2 個輔助變流柜的負載及變流器并聯(lián)在一起。在輔助變流器緊急模式下，若2 臺變流器相位不同則會發(fā)生短路，造成輔助變流器過流隔離。

需要注意的是，該車配屬外段，輔助變流柜內(nèi)的該二極管并不在C4 修范圍內(nèi)，聯(lián)系廠家得知，此二極管在很久以前進行過改造，在當時就已接反，在C4 修前一直帶病運行。

5.3 故障處理

聯(lián)系輔助變流柜廠家對照接線圖更正VS3 二極管接線，高壓試驗一切正常。建議對該段改造過的機車進行輔助變流器緊急模式試驗，以發(fā)現(xiàn)潛在故障。

6 結(jié)語

目前我段HXD2B 機車C4 修任務(wù)已基本完成，分析調(diào)試中出現(xiàn)的典型故障有助于該車型后續(xù)的運用及檢修工作，可縮短機車故障處理的時間，由其是機車網(wǎng)絡(luò)故障，其故障現(xiàn)象容易使檢修人員產(chǎn)生誤解，使故障查找方向出現(xiàn)偏差。對于上節(jié)討論的歷史遺留且并未發(fā)現(xiàn)的故障，則有助于消除故障隱患，提高機車質(zhì)量。